中国沿海城市的气块后向轨迹分析

该文讨论了大连、青岛、上海、福州、厦门和广州６个沿海城市的气块长距离后向输送轨迹。输送层假设在１５００ｍ上。计算了１９８５年１、４、７、１０月份的轨迹。轨迹分析得出：①气块后向轨迹与天气形势和季节有关，且南北方有差异；②北方沿海城市的７２小时气块后向轨迹输送距离要比南方沿海城市远些。     

利用后向轨迹模式研究TRACE-P期间香港大气污染物的来源

利用Hysplit4.7轨迹模式和2001年3月NCEP再分析气象资料,计算2001年3月TRACE-P期间抵达香港地区的后向气流轨迹,并分析香港地区大气输送特征。对轨迹进行聚类分析后得到到达香港的6类典型气团。结合香港鹤咀测站所测量的大气污染物的浓度,进一步分析不同来源气团的化学特征。抵达香港的气流轨迹结果表明来自大陆的气团占47.5%,局地输送性气团占34.6%,海洋性气团占18.7%。鹤咀测站的污染性气体O3 、SO2、CO在大陆气团影响下的平均浓度分别为31.1、3.0、486.1 μg/m3;在海洋性气团影响下分别为20.0、1.0、319.4 μg/m3;在局地输送气团影响下分别为20.0、1.2、308.0 μg/m3。     

输送对区域本底站痕量气体浓度的影响

利用HYSPLIT4轨迹模式计算了临安、上甸子和龙凤山区域大气本底站2005年7月-2007年6月的气块后向轨迹, 并通过聚类分析取得了各站点平均轨迹的空间分布和季节变化等结果。将各站点同期观测到的O₃, SO₂, NO_x和CO浓度通过滑动平均法去除季节变化, 取得其短期变化信号, 并将轨迹与这种短期变化信号对应, 比较真实地反映了排放源空间分布和轨迹移动特性对污染物浓度的影响。研究结果表明:移动高度高、速度快的气块不利于污染物积累, 对站点污染物起清除作用。但个别来自高空的轨迹会将富含O₃的气块输送到地面, 从而使站点O₃浓度升高。各站均有大约50%~60%的轨迹输送污染气块, 导致站点气体浓度升高。临安站的污染主要来自S-SW和N-SE扇区; 上甸子站的污染最主要来自SE-SW扇区, 其次来自N-SE和W-N扇区; 龙凤山的污染主要由来自S-WSW扇区。     

东北亚地区污染物输送的等熵轨迹分析——周边国家对中国的影响

利用等熵轨迹模式研究了中国北方和邻国几个大城市排放的污染物的输送趋势。计算了１９９２－１９９４年期间１，４，７和１０月的每天两次轨迹，并以这些城市为目标，对其前向或后向轨迹线上每３０ｍｉｎ的轨迹点作统计，画出等熵轨迹概率分布图。这些图形表明，等熵轨迹的概率分布能很好地反映污染物的中、远程输送且有明显的季节变化。就前向轨迹区而言，在除夏季外的其它季节里，蒙古乌兰巴托的轨迹区能覆盖到中国华北，俄罗斯的赤塔也能影响到中国东北的大兴安岭地区。而平壤和汉城的前向轨迹区在夏季可向北伸展到中国     

2009年6月皖南梅雨暴雨诊断分析和水汽后向轨迹模拟

利用常规天气图实况资料和NCEP每6 h 1次、2.5°×2.5°再分析资料及NOAA的GBL资料,对2009年6月28—30日安徽南部一次暴雨过程进行物理量诊断分析,同时使用HYSPLIT后向轨迹模式对水汽来源进行模拟。结果表明：高空辐散和低空辐合同时存在而导致的上升运动是此次暴雨的动力条件;来自孟加拉湾和南海充足的水汽来源是暴雨产生的前提条件;同时低空辐合产生切变诱发的不稳定能量释放,促使了大暴雨过程的产生。     

湖北省稻飞虱迁入高峰日后向轨迹模拟分析

稻飞虱是造成湖北省水稻大幅度减产原因之一。它是一种典型的气候型迁飞虫害,起飞、迁飞和沉降均与气象条件密切相关。本文采用高空气象场资料、植保站稻飞虱灯下监测资料,在个例分析基础上,利用质点轨迹、扩散及沉降模式HYSPLIT-4,模拟稻飞虱迁飞高峰日后向轨迹,分析湖北省稻飞虱迁飞路径和主要虫源。主要结论：（1）湖北省稻飞虱迁人主要路径有5条：西南路径、南路路径、东南路径、东路路径和东北路径;（2）春夏季稻飞虱迁入路径以西南路径比例最大,平均为47％;其次为南路和东南路径;（3）秋季稻飞虱迁入路径以东北路径比例最大,平均为30％,其次为西南路径,比例为23％;（4）秋季与春夏季相比,西南路径比例下降了24％,东北路径增加了22％,东路路径增加了8％,南路、东南路变化不大。（5）偏南方向（西南路、南路和东南路）三种路径之和春夏季为80％,秋季为55％,秋季比春夏季减少了25％;（6）综合春夏季、秋季,西南路径对湖北省全省都有较大影响,对南部的影响大于北部,偏北路径秋季影响大,南部和东南路径对江汉平原影响最大。（7）理论上稻飞虱虫源区在19°-25°N、90°-120°E之间,以东西向为长轴、南北向为短轴、面积约为3300km×660km的矩形区域内,越南、泰国、缅甸、柬埔寨和菲律宾等地是湖北稻飞虱初始虫源地,云南、贵州、两广、福建、湖南、江西和江淮等地区为湖北省稻飞虱的二次虫源地或三次虫源地。根据未来数值预报场进行质点前向轨迹模拟,综合分析虫源地是否有大量稻飞虱、是否符合起飞条件,目标地是否有下沉气流配合,可以开展稻飞虱迁入气象预报,此工作尚需进一步开展业务试验。     

基于后向轨迹的秋冬季漯河重污染输送及典型个例分析

利用常规气象数据、颗粒物观测数据、全球大气同化系统GDAS数据、NCEP再分析资料、ERA5再分析资料等,结合数理统计、轨迹聚类、天气学分析等方法对2015—2019年秋冬季漯河重污染特征、污染输送及潜在源区分布进行分析,并通过一次典型重污染个例进行证明。结果表明:近5 a秋冬季漯河重污染过程发生频次高、持续时间长、污染程度重,AQI、PM_(2.5)变化趋势不明显,PM_(10)浓度下降趋势明显,PM_(2.5)/PM_(10)比值逐年递增,以PM_(2.5)重污染为主。秋冬季漯河主要有6种气团输送路径,东北路、偏东路轨迹短、移速慢且高度低,近距离近地层污染输送特征明显,为重要重污染通道;西北路远距离下沉沉降输送和西南轨迹近距离输送下的AQI均值及重污染概率较低,对漯河重污染贡献不高。漯河潜在源区来源复杂、范围广、强度大,其污染潜在源主要分布在河南中东部、尤其是东北部,对应东北路径、偏东路径等气团轨迹。重污染时地面偏北风是其主导风,尤其是2—4 m·s^(-1)之间偏北到东北风最为显著。两次跨区域输送表明,北路或东北路近地层输送是AQI峰值维持发展的重要原因。     

玛曲地区夏季强降水的环流分型及水汽轨迹分析

利用青藏高原(下称高原)东北边坡玛曲地区1967—2008年12个常规气象观测站的降水资料和NCEP/NCAR再分析资料,在环流分型的基础上,应用后向轨迹模型分析了不同等级降水的不同环流型的水汽输送轨迹。结果表明:(1)暴雨发生的环流型以高原低槽型为主,大雨的发生以切变型为主。(2)暴雨的不同环流型的水汽输送轨迹差异较大,同一型暴雨不同等压面水汽轨迹较一致;大雨的不同环流型之间水汽轨迹无明显差异,同一型大雨不同等压面的水汽轨迹差异很大。(3)通过追踪不同时间长度的水汽输送的后向轨迹发现,可以用向前追踪360h的水汽输送轨迹代表玛曲地区的水汽输送,水汽轨迹以偏南气流为主。由此可见,虽然不同等级、不同环流型强降水之间的水汽轨迹存在差异,但是玛曲地区强降水的水汽主要来自印度洋-孟加拉湾和南海-孟加拉湾的偏南气流。     

西藏昌都强降水的环流分型及其水汽轨迹分析

利用西藏自治区昌都市及周边18个气象观测站1989~2018年降水资料和NCEP/NCAR再分析资料,首先进行强降水个例筛选,在大气环流分型的基础上,应用后向轨迹模型分析了暴雨和大雨在不同环流形势下的水汽输送轨迹。结果表明：昌都产生强降水的大气环流形势分为高原低涡、高原槽及高原切变线3种类型,其中以高原切变线型为主,而降水强度最大的是高原槽型。不同环流形势下暴雨发生时三个等压面的水汽轨迹方向基本一致,均以偏南气流为主,水汽来源相对集中,容易在短时间内造成强降水;而大雨发生时三个等压面的水汽轨迹多以偏南气流为主,与暴雨相比,水汽来源较为分散且水汽条件较差。夏季昌都的水汽来源主要以印度洋、孟加拉湾、阿拉伯海、南海为主,最远可以追溯到大西洋。     

Hysplit后向轨迹对初始气象场水平及垂直分辨率的敏感性研究

本研究基于单质点拉格朗日集成轨迹模型（HYSPLIT）,对珠三角地区2012全年每三小时的后向轨迹进行了模拟。模拟采用了两套初始气象场来驱动HYSPLIT模型,其一为水平分辨率为0.5度的全球同化系统（GDAS）输出场,其二为水平分辨率为27公里的气象研究与预报模型（WRF）的输出场。结果显示,当用于驱动HYSPLIT来模拟后向轨迹时,GDAS数据的可靠性依赖于季节和天气条件。GDAS和WRF输出场得到的HYSPLIT后向轨迹的方向差异在冬季和春季珠三角盛行偏北及东北风场时为最大,而在秋季珠三角处在稳定系统控制下时为最小。大多数WRF输出场得到的后向轨迹的传输高度比GDAS得到的后向轨迹要高,这是由于更高的分辨率使得WRF输出场的边界层垂直运动更明显。在五种天气条件下,不同分辨率初始气象场得到的后向轨迹差别最大,分别为大陆高压,槽脊系统,鞍型场,热带气旋以及冷锋。案例分析的结果显示,绝大多数情况下,GDAS和WRF输出场得到的后向轨迹因传输高度不同导致了轨迹方向的差别,因此在模拟HYSPLIT后向轨迹时,初始气象场在垂直方向上的细节是一个尤为关键的要素。     

澳大利亚气象研究中心的轨迹计算及其应用

从天气分析和预报提供的后向轨迹信息可以加强预报指导。澳大利亚气象研究中心（ＢＭＲＣ）开发了一个计算三维后向和前向轨迹的软件，使用的资料是澳大利亚气象局有限区域３６小时３个风速分量的业务预报。它们有三种可用的输出形式；后向轨迹、前向轨迹及３６小时气块垂直位移等值线场。这个软件已用于分析诊断研究。     

浮尘和重污染天气过程个例分析

利用MICAPS资料、NCEP再分析资料和环境监测站大气成分监测资料,分析2015年3月29日连云港地区一次浮尘及重污染天气过程,结果表明:由于上游地区出现沙尘天气后,空气中大量沙尘粒子随着高空西北气流携带向东南输送,影响连云港,从而形成浮尘天气;高空有西风急流带,400hPa下沉运动加强,高空动量下传是形成浮尘天气的动力条件;连云港处于弱气压场中,大气层结稳定,空气干燥,风力较小,不利于沙尘粒子和污染物扩散;由浮尘的质点后向轨迹模拟得知,沙源来自蒙古国东部地区,与高空形势分析结果一致。     

沙尘气溶胶对福建沿海城市空气质量的影响

利用2005-2009年沙尘天气资料、空气污染指数及后向轨迹模型分析了沙尘气溶胶影响期间福建沿海城市的空气质量.结果表明:沙尘影响日数总体上和沙尘天气过程的次数有关,2006和2007年的沙尘影响日较多.沙尘影响日呈单峰型分布,高值区出现在春季(3-6月).沙尘影响期间的空气污染指数较高,年平均API接近或超过轻度污染级别,能见度和PM10浓度之间呈反相关.沙尘气溶胶气团主要通过西北和偏北路径运动至福建沿海城市,其中300m高度的气团有11次经西北路径运动至福建沿海(占50％),有10次经偏北路径运动至福建沿海(占45％);800m高度的气团有12次经西北路径运动至福建沿海(占57％),5次经偏北路径运动至福建沿海(占24％).     

基于PSCF与CWT方法的赣江新区大气污染物潜在源区个例分析

利用TrajStat软件和GDAS全球同化气象数据,对江西省赣江新区2011—2020年四季72 h气团后向轨迹进行聚类分析,并结合PM2.5和O3逐小时浓度数据,运用潜在源贡献因子分析法（PSCF）和浓度权重轨迹分析法（CWT）分析了2016年12月2—10日一次污染天气过程中大气污染物输送对赣江新区上空污染物浓度的贡献。结果表明,赣江新区2011—2020年四季气团后向轨迹中占比最大的均为短支气流,其中春季的短支气流来源于东侧,其他季节均来源于东北方向的安徽省,夏季和冬季的长支气流与季风的季节性变化一致。在2016年12月2—10日的污染天气过程中,赣江新区的PM2.5潜在源区主要分布于江西省北部、湖北省东南部,O3潜在源区主要分布于江西省北部、湖北省南部和湖南省东北小部分地区;同时天气形势显示,赣江新区处在槽后脊前,湖北省东南部存在偏强西北风,为大气污染物向赣江新区的输送创造了条件。     

京津冀地区冬半年污染传输特征及传输指数的改进

文章通过轨迹聚类、潜在源区分析等方法对京津冀地区冬半年污染物传输特征进行了分析,在此基础上对传输指数的构建方法进行了改进,并结合一次重污染天气过程分析了其作用。结果表明,对于北京、天津和石家庄,其重污染轨迹出现概率从高到低均为偏南路径、偏西路径、偏东路径和西北路径;在近地面高度上,西南和东南风的增强在大多时候成为北京的污染物传输通道,其中东南方向的污染物来源主要集中在大气低层;改进后的传输指数能够更好地反映外来传输作用对本地污染物浓度的影响,京津冀及周边地区的传输作用对北京、天津和石家庄等大城市的污染物浓度影响较明显,其中城郊及周边地区的近距离传输影响最为显著;合理应用传输指数可以对重污染天气的成因进行初步判断。     

北方15个大型城市总悬浮颗粒物的季节变化

对1998年7月至1999年6月北方15个大型城市空气质量监测结果进行了分析。结果表明：（1）中国北方大型城市（北京除外）大气中的首要污染物是总悬浮颗粒物,年平均发生频数在70%～100%之间。（2）各大城市空气质量为II级的发生频数均在夏、秋季高,春、冬季低。局地因素（当地的气象条件、地貌状况、植被分布以及人们的活动状况）是形成这种季节变化的主要原因。（3）空气质量为III级的发生频数不同城市有不同的季节性。除局地因素的影响外,邻近城市之间的相互输送是一个主要原因。（4）各大城市空气质量IV级的发生频数均在春、冬季高,夏、秋季低。春、冬季节北方多大风或强风天气引起西北干旱区沙、尘的长距离输送是产生这种季节变化的根本原因。这也说明西北干旱区的绿化、固沙工作迫切需要加强。